(57)【要約】  【課題】  下水管きょを流下する下水そのものにより定期的に下水管きょの清掃を行ない、スカムの発生などの管きょの汚濁を防止することにより、頻繁な点検や清掃作業を不要にして維持コストを低減させ、さらには、マンホール装置の設置数を減少させて設備コストを低減させることが可能なマンホール装置を提供する。  【解決手段】  下水管きょＢの所定位置に配置され、流入する下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構Ｄを設けてマンホール装置Ｍを構成する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水管きょの所定位置に配置され、流入する下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてあるマンホール装置。
【請求項２】
前記制水機構が、流入する下水を一時貯留する止水姿勢と貯留水を下流側に開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、貯留水の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される請求項１記載のマンホール装置。
【請求項３】
前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある請求項２記載のマンホール装置。
【請求項４】
前記制水機構が、流入する下水を一時貯留する起立止水姿勢と貯留水を下流側に開放する転倒姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、貯留水の水位が設定水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記転倒姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成され、前記転倒姿勢において前記弁体を収容するピット部が形成されている請求項１から３の何れかに記載のマンホール装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載されたマンホール装置を下水管きょの所定位置に配置し、前記制水機構による貯留水を間歇的に下流側に放流して前記下水管きょを洗浄する下水管きょの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然流下式の下水管きょの所定位置に配置されるマンホール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自然流下式の下水管きょ施設では、施設の維持管理のために、管きょの起点及び方向または勾配が著しく変化する箇所、管きょ径などの変化する箇所、管きょの会合する箇所などに必要に応じてマンホール装置を配置し、管きょ内の点検及び管きょに滞留する下水により発生するスカムの除去などの清掃を行なっていた。
【０００３】
また、汚水と雨水を同一の管きょに収容して搬送する合流式下水管きょ方式では、雨天時に生活排水に雨水が合流して下水流量が多くなると、下水処理場の処理能力を超えることから、そのまま公共水域（河川や海等）へ排出していたが、スカムを含む未処理の下水によって公共水域の水質が汚濁されるので、降雨時に管きょを流れる下水の流量を制限する流量制御手段を設けたマンホール装置が提案されていた。
【特許文献１】特開２００３−３０１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のマンホール装置は管きょの直線部においても可能な限り多く設置することが維持管理の上で便利であるが、建設費が嵩むという問題があり、また、そのようなマンホール装置の個々に対して放水車両や人力により清掃作業を行なうのは極めて煩雑で且つ維持費が嵩むという問題もあった。
【０００５】
また、特許文献１に記載された従来技術は、降雨時の流量を制限するものに過ぎず、晴天時には同様に放水車両や人力により清掃作業を行なう必要がある点で変わるところがない。
【０００６】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、下水管きょを流下する下水そのものにより定期的に下水管きょの清掃を行ない、スカムの発生などの管きょの汚濁を防止することにより、頻繁な点検や清掃作業を不要にして維持コストを低減させ、さらには、マンホール装置の設置数を減少させて設備コストを低減させることが可能なマンホール装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明によるマンホール装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、下水管きょの所定位置に配置され、流入する下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構を設けてある点にある。
【０００８】
上述の構成によれば、制水機構により上流側の管きょに貯留された大量の下水が間歇的に下流側の下水管きょに流下して、下水管きょに滞留している固形異物やスカム原因物質などがその度にスカムの発生を回避できる所定の流速で下流側に流下搬送されるので、頻繁な点検、清掃作業の必要性が大きく低減できるのであり、そのような自己洗浄機能を備えたマンホール装置であれば、その設置数も減少させることができるのである。
【０００９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記制水機構が、流入する下水を一時貯留する止水姿勢と貯留水を下流側に開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、貯留水の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成される点にある。
【００１０】
姿勢切替機構により止水姿勢にある弁体が水位に連動して開放姿勢に移行することにより、弁体により貯留されている下水が一気に下流側に放流されるので、止水姿勢において管きょの上流側で下水が溢れるような弊害を起こすことなく、開放姿勢において十分な流速で流下させることが可能となる。ここに、姿勢切替機構が水位に連動して自律的に作動するように構成すれば、弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給は一切不要となり経済性に富んだものとなる。
【００１１】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記フラッシュゲートに、前記止水姿勢から前記開放姿勢への姿勢変更に伴なって蓄積される弾性復元力により、前記開放姿勢にある前記弁体を前記止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構を設けてある点にあり、同様に弁体を駆動するための電源など外部からのエネルギーの供給が無くとも、開放姿勢から止水姿勢に自律復帰できるという利点がある。
【００１２】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記制水機構が、流入する下水を一時貯留する起立止水姿勢と貯留水を下流側に開放する転倒姿勢との間で姿勢変更自在な弁体と、貯留水の水位が設定水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記転倒姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートで構成され、前記転倒姿勢において前記弁体を収容するピット部が形成されている点にあり、転倒姿勢に姿勢変更したときに弁体がピット部に収容されるので、貯留水の放流が妨げられることなく滑らかに行なわれて洗浄が確実に行なえるのである。また、起立止水姿勢にある弁体の高さを上流側の管きょの径より高く構成することにより、フラッシング水位が高くとれ、より効率的な洗浄が行なえるのである。
【００１３】
本発明による下水管きょの洗浄方法の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成を備えたマンホール装置を下水管きょの所定位置に配置し、前記制水機構による貯留水を間歇的に下流側に放流して前記下水管きょを洗浄する点にある。
【００１４】
上述したようにこのような方法によれば、人為的な頻繁な点検、清掃作業の必要性が大きく低減できるのであり、そのような自己洗浄機能を備えたマンホール装置であれば、その設置数も減少させることができるのである。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した通り、本発明によれば、下水管きょを流下する下水そのものにより定期的に下水管きょの清掃を行ない、スカムの発生などの管きょの汚濁を防止することにより、頻繁な点検や清掃作業を不要にして維持コストを低減させ、さらには、マンホール装置の設置数を減少させて設備コストを低減させることが可能なマンホール装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明によるマンホール装置及び下水管きょの洗浄方法について説明する。尚、以下の説明において、同様の機能を示す構成部位は基本的に同じ符号で示している。
【００１７】
図１に示すように、自然流下式の下水管きょ施設Ａは所定の下り勾配で地中に埋設され、下水処理場に向けて敷設された管きょ群Ｂで構成され、管径に基づく所定の間隔または管きょの会合部など所定の位置にマンホール装置Ｍが配置されている。
【００１８】
下水管きょＢを流下する汚水の量は曜日や時間帯により大きく変動するものであるが、特に雨水の流下が無い晴天時には、下水管きょＢを流れる汚水の流速は小さく、固形異物が滞留したり、汚水に含まれる有機成分が滞留して水面近傍でスカムが発生、成長する。このようなスカムまたはスカム原因物質を下流側に効果的に搬送するべく、所定のマンホール装置Ｍに、流入する下水を一時貯留するとともに、間歇的に貯留水を下流側に放流する制水機構Ｄを設けてある。
【００１９】
つまり、制水機構Ｄにより貯留された大量の下水を間歇的に下流側管きょに流下させて、管きょに滞留しているスカム原因物質などをその度に下流側に流下搬送することで、スカム原因物質などを含む下水が長期にわたり管きょに滞留してスカムが生成し大きく成長するような状態や、固形異物が堆積するような状態を解消する。
【００２０】
前記制水機構Ｄは、図１に示すように、マンホール装置Ｍに流入する下水を一時貯留する止水姿勢と貯留水を下流側に開放する開放姿勢との間で姿勢変更自在な弁体２と、貯留水の水位が設定水位に上昇するまで前記止水姿勢を維持するとともに、前記設定水位に達すると水位に連動して前記開放姿勢への姿勢変更動作を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲート１で構成される。
【００２１】
前記フラッシュゲート１としては、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢で管きょ８の底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１に示すもの、図１１（ａ）に示すように、上部が揺動軸Ｑに枢支された弁体２がバネ機構４０による弾性復元力により自律起立するとともに保持部３０により姿勢保持されて止水姿勢を維持し、フロートＦの上昇に連動して保持機構３０による保持が解除されて水圧による開放姿勢で上方に揺動するもの、中央部で二分割された弁体が管きょの両側に設けられた縦軸心周りで観音開き状に自律開閉動作するもの、図１１（ｃ）に示すように、マンホールＭに設置され、電動式の巻上げ機構８０に巻回されたワイヤＷの一端を滑車８１を介して弁体２に取り付けて、水位センサＳ１の値に基づいて弁体２を起立止水姿勢と転倒開放姿勢の間で姿勢変更するもの、図１１（ｂ）に示すように、マンホールＭに設置され、コンプレッサー９０により膨張させて止水姿勢を維持し、水位センサＳ１の値に基づいて収縮させて開放姿勢に姿勢変更するラバー堰９１で構成するものなど、適宜構成することが可能である。
【００２２】
前記制水機構Ｄに、開放姿勢に移行する設定水位以上の所定水位に到ったときに貯留水をオーバーフローさせるオーバーフロー部を設けることが好ましく、姿勢切替機構が作動しない緊急事態であっても、下水が上流側管きょで溢れるような不都合を回避して下流側に下水を通流できる。
【００２３】
以下に、弁体２が止水姿勢で自律起立し、開放姿勢でマンホールの底部近傍の揺動軸心周りに自律揺動して転倒する図１に示すフラッシュゲートについて詳述する。図２及び図３に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部２１がマンホールの底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、流入する下水を一時貯留する起立止水姿勢（図３において実線で示される）と、著流水を下流側に開放して通水する転倒姿勢（図３において二点差線で示される）との間で揺動自在な弁体２を配置し、貯留水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自律復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成してある。
【００２４】
前記起立止水姿勢にある弁体２は、下水管きょ８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａのシール面７ａに水密に接当するとともに、上流側対向面２２の下端部がゲート部７における下端横架部７Ｂのシール面７ｂに水密に接当し、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００２５】
前記弁体２は、内部を空洞２０に構成してあり、前記起立止水姿勢において前記上流側対向面２２に形成した開口部２３（パンチングメタルが設置され、固形異物の流入は防止される）から空洞２０に管きょ８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した開口部２４から空洞２０内の水が流出するように構成するとともに、左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００２６】
前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の軸部９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４２で構成されている。
【００２７】
前記姿勢切替機構３は、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記空洞２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００２８】
前記係脱機構３３は、図４に示すように、前記弁体２の空洞２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記上流側対向面２２に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２周りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００２９】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００３０】
起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から空洞２０への水の流入に伴なって前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００３１】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している貯留水の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び空洞２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図３の二点差線で示すように、弁体が下流側に水平面に対して角度αだけ下向きに傾斜させた状態に急速に転倒して下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の基部側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の天面よりも上端側）に転動する。
【００３２】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記空洞２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００３３】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００３４】
また、上述したフラッシュゲート１には、上述した姿勢切替機構３により起立止水姿勢から転倒姿勢への姿勢切替が何らかの原因で作動しない場合に備えて、前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構５を備えることが可能である。前記強制解除機構５は、前記弁体２に変位自在に保持され前記弁体２からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽５０と、前記貯水槽５０へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽５０の変位に連動し、前記姿勢切替機構３による前記保持部３０を強制解除する作用桿５３を備えて構成される。
【００３５】
前記貯水槽５０は、図２（ａ）及び図３に示すように、上部開口から前記弁体２をオーバーフローした水が貯留されるように、前記弁体２の下流側対向面２６に沿って上下方向に摺動自在に保持されるとともに、底部５１がスプリング等の弾性部材５２で支持され、オーバーフロー水が所定容量貯留されると、その自重で前記弾性部材５２の支持力に抗して下方に移動する。前記下流側対向面２６に対向する前記貯水槽５０の背面からは左右一対の作用桿５３が前記弁体２の下流側対向面２６から上流側対向面２２に水密機構を介して貫通配置され、前記貯水槽５０の上下移動に伴い前記作用桿５３が上下方向に連動して移動する。
【００３６】
図５に示すように、前記作用桿５３の先端部分は鎌状の作用部５４に形成されており、前記作用桿５３の下方への移動に伴って、前記作用部５４に形成されたテーパー縁部５４ａが前記ロック爪部３３Ｄのテーパー面３３ｄを上方から押圧することにより、前記ロック爪部３３Ｄをケース３３Ｅ内に引退付勢し、以って、前記門柱７Ａに形成された係合孔３４に係合してロック状態に維持されている保持部３０の係合状態が解消されるように構成してある。
【００３７】
さらに、上述したフラッシュゲート１には、前記姿勢復帰機構４による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構６を備えることが可能で、前記つる巻スプリング４０の付勢力を開放する付勢解除機構で構成することができる。詳述すると、図２（ｂ）及び図３に示すように、前記つる巻スプリング４０の中央部側の端部が前記基部２１に固定されるとともに、他端部が左右の門柱７Ａの下部に設けた夫々のラチェットギア６０に前記弁体２を起立方向に付勢するように捻り固定されている。前記ラチェットギア６０の回転を阻止するラチェットピン６１が揺動軸６２回りに揺動可能に設けられ、前記転倒姿勢にある前記弁体２は、前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力により前記起立止水姿勢に復帰するように構成されている。ここで、前記ラチェットピン６１の他端部に設けられた操作ワイヤ６３を引き操作することにより、前記ラチェットギア６０からラチェットピン６１が外れ、前記ラチェットギア６０が空転することにより、前記復帰付勢力が作用しなくなり前記転倒姿勢にある前記弁体２の転倒姿勢が維持される。つまり、前記ラチェットギア６０、前記ラチェットピン６１、前記操作ワイヤ６３により前記付勢解除機構が構成される。
【００３８】
上述した実施形態では、前記係脱機構３３が前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置されたものを説明したが、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよく、この場合、前記強制解除機構５の作用桿５３は、前記弁体２の側部から突出するロック爪部３３Ｄに対して上方から押圧するように配置すればよい。
【００３９】
上述したフラッシュゲート１は、図１に示すように、マンホール装置Ｍの底部に形成されたピット部Ｐに設置され、前記転倒姿勢において前記弁体２がピット部Ｐに収容されることにより、貯留水の放流が妨げられることなく滑らかに流下するように構成されている。また、前記起立止水姿勢にある弁体２の高さを上流側の管きょＢの径より高く構成することにより、フラッシング水位が高くとれ、より効率的な洗浄が行なえる。
【００４０】
上述した実施形態では、自律的に起立止水姿勢に復帰する姿勢復帰機構を備えたものを説明したが、強制解除機構を備えるに際しては、必ずしも当該機構を備える必要は無く、電動モータ等の外部エネルギーを用いて復帰させるものであってもよい。同様に、転倒姿勢維持機構を備えるものにおいては、必ずしも強制解除機構を備えることが必要であるわけではない。
【００４１】
上述したフラッシュゲート１をピット部Ｐを形成せずに管きょＢの底部と同レベルに設置する場合には、弁体の転倒姿勢への傾動に伴ない弁体の上端部を越えて下流側に水が流出することとなり、上流側の底部に堆積している土砂等の固形物の搬送力が弱くなる。そこで、底部に堆積している土砂等を確実に下流側に流下させるフラッシュゲートを説明する。
【００４２】
図６及び図７に示すように、フラッシュゲート１は、下端部に設けた軸部９がマンホールの平坦な底部または底部近傍でゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に枢着され、流入下水を一時貯留する起立止水姿勢（図７（ｂ）において実線で示される）と、貯留水を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図７（ｂ）において破線で示される）との間で軸心Ｐ１周りに揺動自在な弁体２と、前記管きょ８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成される。
【００４３】
前記弁体２は下側両端部に切欠部２７が形成され、前記起立止水姿勢において下端部に前記管きょ８の底部と面一に配置されたゲート部７の基部７Ｃと水密に接触するシール部材２ａを取り付けるとともに、管きょ８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａに配されたシール面７ａに水密に接当し、前記切欠部２７の端部が前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂに配されたシール面７ｂに水密に接当することで、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００４４】
図６及び図１０（ａ）に示すように、前記弁体２の上流側対抗面２２側には壁面に複数の小径の開口部２３が形成された中空部２０が設けられ、前記起立止水姿勢において前記開口部２３から前記中空部２０に上流側の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した排水口２４から中空部２０内の水が流出するように構成されるとともに、前記中空部２０の左右端部側に後述するバランスウェイト４２の移動通路２５が形成されている。
【００４５】
前記姿勢復帰機構４は、前記起立止水姿勢から前記転倒姿勢への姿勢変更に伴って蓄積された弾性エネルギーにより、転倒姿勢から起立止水姿勢に前記弁体２を自動復帰するように構成され、具体的には、前記弁体２の揺動軸心Ｐ１周りに配置され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するようにスプリングケース４１内に捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記スプリング４０による前記転倒姿勢から前記起立止水姿勢への姿勢復帰動作に伴い姿勢復帰力を増大させるように前記移動経路２５内を移動するバランスウェイト４２を備えて構成される。
【００４６】
前記姿勢切替機構３は、図６（ｂ）及び図９に示すように、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記中空部２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の下流側対向面２６側のケース３５に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００４７】
前記係脱機構３３は、図９に示すように、前記弁体２の中空部２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記下流側対向面２６に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され略水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００４８】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００４９】
前記起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から中空部２０への水の流入に伴って前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００５０】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している貯留水の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び中空部２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図８（ｂ）に示す転倒角度の状態に急速に転倒して貯留水が下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の下端側）に位置していたバランスウェイト４２が上部（前記弁体２の上端側）に転動する。
【００５１】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記中空部２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４２の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００５２】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４２が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００５３】
さらに詳述すると、前記弁体２の下流側対向面２６の両端部には、前記軸部９が固定された突起としての左右一対のリブ５０で構成される転倒姿勢規制機構５が設けられている。図８（ａ）に示すように、前記姿勢切替機構３による前記弁体２の前記転倒姿勢への傾動の初期に、前記シール部材２ａが前記ゲート部７の基部７Ｃと離間して、マンホールの底部（前記ゲート部７の基部７Ｃの上面）と前記弁体２との間に通水可能な僅かな開口６が形成される。前記弁体２の傾動に伴いその開口面積を広げ、図８（ｂ）に示すように、前記転倒姿勢において前記リブ５０が前記管きょ８の底部と接当した状態で、前記弁体２の上端部が下端部より底部に近接し、且つ、前記弁体の上端部及び下端部と前記管きょの底部との間に大きな開口６が形成され、確実に土砂が流下するように構成してある。尚、ここで突起としてはリブで構成されるものに限定されるものではなく、またリブの形状や構成位置も図示されたものに限定されるものではない。
【００５４】
図１０（ａ）に示すように、前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成された膨出部７Ｂは、同じく前記門柱７Ａの下部から中央方向に突出形成されたスプリングケース４１との接触を回避するべく前記弁体２の下部に形成された前記切欠部２７に対する起立止水姿勢におけるシールを確保するために配置されたものであるが、前記膨出部７Ｂの上流側管きょではフラッシュ洗浄時の水の流れが緩慢になり、土砂が堆積する虞があるため、前記弁体２の開放時に水流を滑らかにして土砂の堆積を回避する案内壁部８ａが設けられている。
【００５５】
以下、別実施形態を説明する。上述した実施形態では、前記膨出部７Ｂの上流側管きょに案内壁部８ａを設けて、土砂の滞留を回避するように構成したものを説明したが、図１０（ｂ）に示すように、スプリングケース４１を門柱７Ａの内部に構成することにより、前記開口６の幅と前記管きょ８の幅が略等しくなるように構成することが可能となり、上流側に堆積した土砂を確実に下流側に移送することが可能となる。
【００５６】
また、姿勢復帰機構４を構成するスプリング４０を前記弁体２の揺動軸心Ｐ１周りに配置したものを説明したが、スプリング４０の設置位置はこれに限定されるものではなく、他の位置に配置して、その復帰付勢力をギア機構等で構成される動力伝達手段を介して前記弁体２に伝達するように構成するものであってもよい。例えば、スプリングを門柱７Ａの上方に前記揺動軸心Ｐと平行姿勢に配置し、門柱７Ａ内に動力伝達機構を配置してその復帰付勢力を前記弁体２に伝えるように構成すれば、上流側に土砂が滞留する虞のある膨出部７Ｂを設ける必要がなくなる。尚、上述の実施形態において強制解除機構、転倒姿勢維持機構を設けることも可能である。
【００５７】
上述の実施形態では、移動バランスウェイトを設けて、フラッシュ実行時に転倒姿勢を維持するとともに、復帰作動時に復帰促進力を確保するように構成され、弁体１に形成した中空部２０への開口部（取水口）２３をフラッシュ実行水位ＨＨＷＬよりもかなり低い位置に形成されたものを説明したが、取水口２３をフラッシュ実行水位ＨＨＷＬの近傍直下に形成することにより、フラッシュ実行水位に達して弁体が転倒姿勢に向けて僅かに傾動したときであってもフラッシュ実行水位の近傍直下に形成された取水口から中空部内の水が排水されることなく、取水口から中空部に流入した水量が弁体の重量として付加されるので、これに上流側の水圧をも加えてより大きな転倒促進力が作用して急速に転倒姿勢に姿勢変更される。さらに転倒姿勢に移行して後、中空部の排水口から内部に貯留された水が排水されることにより弁体の重量が軽減されるので、起立止水姿勢における水路上流側の貯留水圧による転倒モーメントと姿勢復帰機構の弾性復元力による起立止水姿勢への復帰モーメントの差を十分に確保することが可能となり、バランスウェイトが無くとも、弁体を起立止水姿勢から転倒姿勢に、さらに転倒姿勢から起立止水姿勢に確実、且つ、安定的に作動させることができるようになる。
【００５８】
尚、上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】マンホール装置の説明図
【図２】（ａ）は制水機構（フラッシュゲート）の平面図、（ｂ）は正面図
【図３】フラッシュゲートの側断面図
【図４】フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図５】フラッシュゲートの要部の説明図
【図６】別実施形態を示し、（ａ）は制水機構（フラッシュゲート）の平面図、（ｂ）は下流側から見た正面図
【図７】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が起立止水姿勢にあるフラッシュゲートの側断面図、（ｂ）は弁体が起立止水姿勢から転倒姿勢に姿勢変更するフラッシュゲートの説明図
【図８】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるときの通水状態の説明図
【図９】別実施形態を示し、フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図１０】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの平面図
【図１１】別実施形態を示し、（ａ）は弁体が上方に揺動して開放姿勢となる制水機構の説明図、（ｂ）はラバー堰で構成される制水機構の説明図、（ｃ）は弁体が外部電源で駆動される制水機構の説明図
【符号の説明】
【００６０】
１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
５：強制解除機構
６：転倒姿勢維持機構
Ａ：下水道施設
Ｂ：下水管きょ
Ｄ：制水機構
Ｍ：マンホール装置
Ｐ：ピット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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